新疆兵团垦区‘红地球’葡萄根区主要土壤养分调查研究

苏学德，李鹏程，郭绍杰，李铭，丁俊杰，袁余

（新疆农垦科学院林园研究所，新疆石河子 832000）

新疆兵团垦区的葡萄种植主要分布在天山北麓、天山南麓、伊犁河谷等地区。这些产区日照充足，光热资源丰富，干燥少雨，无霜期长，昼夜温差大的自然条件有利于鲜食葡萄产业发展，产生了较好的经济效益。根据兵团统计年鉴（2016年）统计资料，2015年兵团葡萄总面积4.87万 hm2，占自治区葡萄种植面积的32.4%，占全国的6.1%，产量86.72万 t，占自治区的31.5%，占全国的6.3%。形成了以二师、四师、五师、六师、七师、八师、十二师和十三师为主体的鲜食葡萄生产基地。

土壤肥力是土壤的核心，是实现农业可持续发展的基础[1]。土壤ph、有机质、肥力等直接影响果树的生长发育及果实品质。良好的土壤能满足果树对水、肥、气、热的要求，从而使果树获得丰产[2]。葡萄生长所需矿质营养主要由根系从土壤中吸收，土壤的营养状况对葡萄产量和品质有很大影响[3]。目前，国内已有针对葡萄根区土壤养分状况及其分析的相关研究报道[4-6]，但对兵团垦区葡萄根区土壤养分状况的研究尚未见报道。通过对兵团垦区鲜食葡萄根区土壤养分状况进行分析，从而指导兵团鲜食葡萄的科学施肥，以提高葡萄产量和品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 土样采集

2016—2017年，在新疆兵团垦区二师、四师、五师、六师、七师、八师、十二师分别选取3个团场，选择有代表性的鲜食葡萄园作为取样地，面积不小于6.67 hm2。葡萄品种为‘红地球’，树龄7～10年，株行距为0.7 m×3.8 m。在果实着色期，在葡萄园内按照S形均匀布点，选择9个样株，每个样株按照东、南、西、北4个方向采集0～20 cm 、20～40 cm 、40～60 cm三个土层土壤，土样不少于1.00 kg，风干、研磨、过筛备用。

表1 全国第二次土壤普查养分划分等级标准Table 1 Nutrient classification criteria for the second national soil census

1.2 测定项目及方法

土壤ph采用电位法；有机质含量采用重铬酸钾氧化——外加热法；水解性氮采用碱解扩散吸收法；有效磷采用NahCO3浸提——钼锑抗比色法；速效钾采用中性乙酸铵浸提——原子吸收光谱法[7]。

1.3 土壤养分分级标准

根据全国第二次土壤普查养分划分等级标准[8]（表1）分析试验地土壤肥力。

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2003进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 新疆兵团垦区‘红地球’葡萄基地0～20 cm根区土壤肥力

有研究表明，葡萄植株在ph＜4.0或ph＞8.5的土层中生长，不但降低产量而且还对葡萄植株生长不利[9]。由表2可以看出，新疆兵团垦区不同葡萄园0～20 cm根区土壤ph在7.68～8.50，平均值为8.16，属于较高水平。土壤有机质含量是衡量葡萄园土壤肥力的重要指标之一，有机质可使土壤疏松，形成团粒结构，改善土壤的物理性状，可缓和化肥施用不当造成的不良反应，提高化肥的肥效[10]。新疆兵团垦区葡萄园0～20 cm根区土壤有机质含量在10.50～27.00 g/kg，平均值为17.49 g/kg，有机质含量均处于低水平。土壤养分是土壤肥力的主要组成，是植物生长的基础条件，土壤养分含量也是合理施肥的直接依据[11]。垦区葡萄园0～20 cm根区土壤水解性氮、有效磷、速效钾含量分别为35.00～118.30 g/kg、6.80～160.60 mg/kg、125.00～271.00 mg/kg，平均值分别为68.94 g/kg、48.61 mg/kg、188.57 mg/kg，水解性氮处于低水平，有效磷处于较高水平，速效钾处于高水平。

2.2 新疆兵团垦区‘红地球’葡萄基地20～40 cm根区土壤肥力

土壤养分的有效性和土壤酸碱度有一定影响[12]。新疆兵团垦区不同葡萄园20～40 cm根区土壤ph在7.84～9.00，平均值为8.26。土壤有机质含量不仅代表土壤碳储量，也是土壤养分供应能力和肥力的重要指标之一[13-14]。兵团垦区不同葡萄园20～40 cm根区土壤有机质含量在8.10～27.40 g/kg，平均值为16.40 g/kg，有机质含量处于低水平。土壤水解性氮、有效磷、速效钾含量分别在26.00～116.90 g/kg、5.70～38.53 mg/kg、108.00～213.67 mg/kg，平均值分别为67.83 g/kg、25.71 mg/kg、155.48 mg/kg，水解性氮处于低水平，有效磷、速效钾处于高水平（见表3）。可以看出，各师对土壤磷肥和钾肥的补充都很重视，土壤中有效磷和速效钾受外界干扰较小，研究与哈密十三师农田土壤养分分析是一致的[15]。

2.3 新疆兵团垦区‘红地球’葡萄基地40～60 cm根区土壤肥力

由表4可知，新疆兵团垦区不同葡萄园40～60 cm根区土壤ph在7.89～9.60，平均值为8.38。ph值用来表示土壤的活性酸度[16]，ph值较高不利于葡萄的生长。有机质不仅是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，而且能使土壤具有保肥力和缓冲性，从而改善土壤的物理性质。有机质是维系土壤良好理化性质的基质，其含量的丰欠，在很大程度上标志着土壤肥力水平的高低，因而成为衡量土壤肥力高低的重要指标[17]。兵团垦区土壤有机质含量在7.80～24.40 g/kg，平均值为14.94 g/kg，有机质含量均处于低水平。土壤水解性氮、有效磷、速效钾含量分别在21.00～105.80 g/kg、5.30～37.00 mg/kg、96.00～195.67 mg/kg，平均值分别为64.08 g/kg、20.72 mg/kg、140.62 mg/kg，水解性氮处于低水平，有效磷处于高水平，速效钾处于中水平。

表2 新疆兵团垦区‘红地球’葡萄基地0～20 cm根区土壤肥力Table 2 Soil fertility in root zone of 'Red Globe' grapevine in Xinjiang Bingtuan reclamation region at 0-20 cm

表3 新疆兵团垦区‘红地球’葡萄基地20～40 cm根区土壤肥力Table 3 Soil fertility in root zone of 'Red Globe' grapevine in Xinjiang Bingtuan reclamation region at 20-40 cm

表4 新疆兵团垦区‘红地球’葡萄基地40～60 cm根区土壤肥力Table 4 Soil fertility in root zone of 'Red Globe' grapevine in Xinjiang Bingtuan reclamation region at 40-60 cm

3 讨论与结论

土壤是植物生长的基础，土壤ph、养分含量的高低一定程度决定了土壤质量水平[12]。土壤有机质是耕地地力最重要的性状之一，被认为是土壤质量和功能的核心，在农业生产中，土壤有机质是至关重要的决定因子[13]。葡萄生长过程中需要大量氮、磷、钾等营养物质，主要由根系通过土壤吸收到植株内部。氮素对于葡萄生长结果有极大的作用；磷素对促进花芽分化、受精坐果有良好的作用；钾素可促进果实成熟，提高果实含糖量，降低含酸量，葡萄整个生长期都需要大量的钾，有“钾质作物”之称[3]。从土壤肥力调查研究可以看出，新疆兵团垦区‘红地球’葡萄园土壤整体处于偏碱水平，ph平均值为8.27，0～60 cm根区随着土层深度增加ph逐渐升高，不利于葡萄的生长。研究表明，土壤ph在6.0～7.0范围内是最有利于葡萄生长[2,4,9]，因此通过合理使用腐殖酸肥、生物有机肥等生理酸性肥料及养殖蚯蚓措施来改变土壤碱性，降低土壤ph[18-20]，使其适合葡萄的生长；有机质含量处于低水平，平均值为16.28 g/kg；土壤水解性氮含量平均值为66.95 g/kg，含量较低，处于低及以下水平；土壤有效磷平均值为31.71 mg/kg，含量较高，处于高水平，各采样区差异比较明显；土壤速效钾含量平均值为161.56 mg/kg，含量高，处于高及以上水平。0～60 cm土层有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量随着土层深度的增加逐渐降低。总之，兵团垦区鲜食葡萄园土壤肥力整体状况较好。

总体上说，新疆兵团耕地土壤养分中有机质、全氮、速效钾表现为下降趋势，土壤养分呈现区域不平衡现象[21]。兵团垦区立地条件比较差、土壤肥力不平衡是鲜食葡萄生产水平不一的重要因素。兵团鲜食葡萄主产区土壤有机质含量较低，普遍存在盐渍化现象，土壤自身的肥力不能满足鲜食葡萄正常生长需求，虽然通过常规肥料的投入，促使土壤肥力有所改善，但长期大量施用无机肥改变了土壤的养分形态分布，使速效养分含量显著升高而有机质含量普遍低下。土壤中过量的速效养分会延长鲜食葡萄生育期，并不利于鲜食葡萄生长，不利于土壤有机质的保持，而且容易造成土壤原有有机质品质的恶化，呈现土壤板结，疏透性差的状况。使土壤有机质含量逐渐降低，呈轻微的亏缺平衡状态。在鲜食葡萄集约化栽培，土壤高强度利用的形势下，有机质含量的降低必然会导致葡萄园的地力衰退。因此土壤是树体生长的基础，葡萄园土壤的理化性质、肥力水平影响着树体的发育以及果实的产量和品质[22-24]。

近年来，兵团鲜食葡萄垦区高强度和高频度的人为活动对葡萄园土壤生态系统本身带来了强烈干扰和巨大压力，导致土壤养分失衡、营养元素之间的富裕和亏缺、土壤板结、有害物质积累等，降低了土壤肥力和生产能力水平，致使投入产出比例不当，经济效益不能充分体现，制约着葡萄产业化发展速度，严重影响葡萄园土壤生态系统的稳定性及其功能的发挥[25]。故此构建合理的生态培肥技术体系，通过合理的配方施肥，增施有机肥、腐殖酸肥、种植绿肥及养殖蚯蚓等措施进一步提升葡萄园土壤肥力，进一步提升葡萄产量、品质，是兵团葡萄产业化发展的需要，是团场增收职工增效的需要，是兵团土壤生态环境保护的需要。